什么是自动转移形式？完整信息指南

在本教程中，我们将学习自耦变压器。亚博彩票下载这是一个完整的指导自耦变压器的理论和设计，它的效率数字，电气符号，启动技术，保护措施，优缺点，应用等。

介绍

变压器是通过互感原理将电能从一个电路转移到另一电路的电磁装置。互感是由其相互磁场的电感耦合。例如，在单相变压器中，有两个线圈，主和次级线圈。

初级线圈将从像AC发生器等任何电源获取电源。由初级产生的磁场引起电压进入次级线圈。该次级线圈将连接到负载并相应地获得电源。

变压器是用来把电压提高到一个较高的水平的，它们被称为升压变压器。以同样的方式，变压器降低电压到一个较低的水平，它们被称为降压变压器。

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什么是自动转移形式？

如上所述，一个正常的变压器将有两个绕组，它们是物理分离的，但磁耦合在一起的帮助磁芯。由于它们是单独隔离的，它们被称为接收电源电压的初级绕组和转移到输出负载的次级绕组。

但是只有一个绕组且主次绕组都相同的变压器叫做自耦变压器。这里的“自动”一词指的是输入电压的变化将会自动地被改善或减少利用单一绕组。

自动变压器用于输入和输出绕组之间不需要电气绝缘的应用场合。这在工业自动化和船舶应用中很受欢迎。

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自耦变压器理论与设计

在自耦变压器中，一部分能量是通过感应传递的，其余的是通过传导传递的。有三种类型的自动变压器:升压、降压和可变的自动变压器，可以升压或降压电压。

可变自动变压器用于实验室和工业，从单一电源提供广泛的交流电压。上面的数字显示了升压和降压自耦变压器。

在上面的图中，第一绕组以一种附加的方式连接到第二绕组。现在，第一个绕组上的电压和第二个绕组上的电压之间的关系由变压器的匝数比给出。

然而，整个变压器的输出处的电压是第一绕组上的电压和第二绕组上的电压之和。这里的第一绕组称为共同的绕组，因为其电压出现在变压器的两侧。小绕组称为系列绕组，因为它与共同绕组串联连接。

如上图（a）所示的自耦变压器中的电压关系由

V₂=_c+ V._SE.

但，

V_c/ V_SE.= N_c/ N_SE.

===> v₂= v_c+ (N_c/ N._SE.) * V_c；

但，

V₁= V._c

===> v₂= v₁+ (n_c/ N._SE.）* v1 =（（n_c+ N_SE.) / N_SE.）*V₁;

如图(a)所示，自耦变压器两侧电流关系为

I₁= I._c+ I._SE.

但，

我_c= (N_SE./ N._c) *我_SE.

===> i₁= i_SE.+ (N_SE./ N._c) *我_SE.

但，

我₂=_SE.

===>I₁= i 2 *（1 +（n_SE./ N._c）)

值得注意的是，并非所有从自耦变压器中的初级到次级行进的所有电力都会通过绕组。结果，如果传统的变压器被重新连接为自动转换器，则它可以处理比最初额定值的更多功率。请注意，自耦变压器的输入表观电源由

年代_在= V₁₁;

并且输出表观力量由，

年代_出= V₂₂。

很容易表明输入的表观功率等于输出表观功率，因此

年代_在=年代_出=年代_IO

这里的年代_IO被定义为变压器的输入和输出表观功率。可以找到进入变压器和实际绕组的电力之间的关系

年代_w= V_c我_c= V_SE.* 一世_SE.

年代_w=V₁*（i₁-i 2）

年代_w= v₁i₁- v₁i₂

为了更好的理解目的，让我们考虑一个例子。

500kva额定自耦变压器，连接110kv线路至138kv线路_c/ N._SE.比率将是110/28。现在使用关于绕组功率和表观电亚博彩票下载量的关于派生公式，我们可以计算通过绕组行进的实际功率。

年代_w=年代_ioX N._SE./（N._SE.+ N._c）

年代_w= (5000) × 28/ (28+110) = 1015 KVA

这意味着实际的绕组电源处理能力仅为1015 kVA，但这种自耦变压器可以处理5000 kVA表示自动变压器可以处理5倍的功率和比传统的2绕组变压器小的5倍。

这意味着我们必须设计和选择只处理功率高达1015kva的铜线。如果工作电压为220，则视电流为

表观电流= 1015 kVa / 220 = 1015 x 1000/220 = 4613.63 A.

我们可以从SWG或AWG线规表中选择铜线，以获得合适的电流密度。

自耦变压器也可以构造多个单抽点。自耦变压器可以沿其绕组提供不同的电压点。

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多抽点自动变压器

下表将根据其连接方式对不同类型的汽车变压器进行说明:

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自动转移形式器符号

好自耦变压器的象征

三相自耦变压器的象征

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类型的自耦变压器

有3种常规类型的自动变压器基于AutotRansformer的使用：

1. 加强自动变压器
2. 自动降压变压器
3. 变量自动变压器

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加强自动变压器

在这种类型的自耦变压器中，输入电压被提升到所需的电压，输出电压将取决于自耦变压器的匝数比。

这是升压自动变压器的连接图：

正如我们已经讨论过的，把电感的每个回路看作一个电池，输出电路中更多的回路意味着比输入电路中更多的交流电压。我们知道输入和输出视在功率是相同的，所以如果我们要提高电压，那么电流肯定会减少，以保持功率平衡。

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自动降压变压器

升压和降压自耦变压器的结构是相同的，但在这种结构中，一次电压高，二次电压低，这就是为什么它被称为降压变压器。

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可变自动变压器(可变或调光设置)

固定匝比自耦变压器应用广泛，但有时要求其具有可变输出电压的能力。这种变压器非常有用，因为只要转动旋钮，它们就可以调整到任何需要的电压。可用于升降式自耦变压器的位置。

这个圆形感应器的中心部分是旋钮。通过旋转自耦变压器的旋钮来改变电压。可变自耦变压器可根据具体应用需要配置多个分接头，作为交流电压调节器。

通过添加一些传感电路，这些可变自动变压器可用作自动电压调节器。这也称为无变形或调光器集。

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启动自动转移

当变压器跨电源线连接时，所连接设备的起动电流将是该设备额定电流的10 ~ 15倍，然后总电流流过变压器的2个绕组的一小部分时间。

在某些甾体变压器中，涌流是其额定容量的60倍。在大型变压器中，这种暂态电流可以停留几秒钟，直到达到平衡或稳定时间。

同样地，在自耦变压器中，当电源连接到变压器的瞬间，当电压过零过渡时间时，负载电流取决于变压器绕组的电阻和电感。

对于电感相对于负载非常高的大型变压器，暂态电流时间也会很大，反之亦然。

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汽车变压器效率

与2绕组变压器相比，自动变压器效率远远大得多。自动变压器效率有时达到99％，所有舒适的条件都达到99％。

效率= (P_出/ P_在) * 100

P_出= V_年代* 一世_年代* cos（Ø）

功率因数= Cos(Ø)

P_在= P_出+ P_损失

损失:在任何一种变压器中，主要有两种类型的损耗

• 铜损失
• 核心的损失

铜损耗可通过短路试验计算，铁或铁芯损耗可通过开路试验计算。一旦计算出这两个损耗，这两个损耗的代数和就是自耦变压器的总损耗。

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自耦变压器阻抗计算

与2个绕组变压器相比，自动变压器具有一个额外的缺点。事实证明，对于给定的自耦变性器，与由传统的因子相比，通过等于自动变压器的功率优势的因子相比，每单位阻抗较少。

这种较小的内部阻抗可能是一个严重的问题，在这种情况下，减少电流在电力系统故障，如短路，因此，在这种情况下，非常希望限制电流，以减少更多的损害的机会。

现在我们来计算自耦变压器的内部阻抗。

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自耦变压器阻抗实例

常规变压器为1000KVA电压配给12 / 1.2 kV，60Hz现在，该变压器将用作13.2 / 12 kV自耦变压器，电源系统现在计算出该自动变压器的功率优势，并计算每单位的自动变压器系列阻抗。

2绕组变压器阻抗设= 0.01 + j0.08。

索尔:

转口粮：n_c/ N._SE.= 12/1.2 = 10

年代_io= (N_SE.+ N._c/ N._SE.) *年代_w

年代_io= (1+10/1) x 1000 = 11000kva

所以功率优势因子是11。

如我们所知，2个绕组变压器阻抗是Z_情商= 0.01 + J0.08

所以自耦变压器的阻抗是Z_情商= (0.01+j0.08)/11 = 0.00091+ j0.00727

我们可以看到自耦变压器的内部阻抗比传统的2绕组变压器小11倍。

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自动变压器 - 地球或接地

它也被称为汽车变压器接地。主要用于三相三线不接地系统中产生中性线。它以锯齿形或t形连接变压器的形式连接。这些变压器具有连续的额定相位和中性电流。

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自动变压器示例

11,500 / 2300 V变压器额定为150 kVa，作为双绕组变压器。如果两个绕组串联连接以形成自耦变压器，则将是电压率和输出的何处？

双绕组变压器的两个绕组可以串联成自耦变压器。在两个绕组中，任一绕组用作辅助绕组。因此，变压器的电压比和输出将取决于作为二次绕组的绕组。

案例1:

2300绕组用作次要的。

双绕组变压器S的额定值_t= 150 kva

自耦变压器一次电压V₁= 11500+2300 = 13.8 kV

自耦变压器二次电压V₂= 2.3 kV

两绕组变压器电压比a = V₁/ V.₂= N₁/ N.₂= 11.5 / 2.3 = 5

自耦变压器电压比a'= v₁/ V.₂= (V₁- - - - - - V₂+ V.₂) / V₂a + 1 = 6

转率a = 13.8/2.3 = 6

变压器额定值St = (V₁-v.₂) *我₁=(我₂-一世₁) * V₂

自动变压器额定值= Sat = V₁* 一世₁= V₂* 一世₂

但(我₂-一世₁） / 一世₁= N₁/ N.₂=一个

然后我₁=（1 /（1 + a））i₂

因此年代_t= V₂((V₁/ V.₂(1/ (1+a)) * I₂=（a /（1 + a））s_在

因此年代_在= ((1+a)/a) x 150 = 180kVA。

案例2:

1150 V绕组用作二级。

V₁= 13.8 kV

V₂= 11.5 kV

电压比= a ' = 13.8/11.5 = 1.2

电压比= a =（13.8 - 11.5）/ 11.5 = 0.2

现在的年代_在= ((1+a) / a) x 150 = 900 kVA

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3相自传形式器

三相自耦变压器是一种高压、低压共用绕组的特殊变压器。三相交流电在一次电源供电，在二次电源输出。三相自耦变压器适用于配电系统中电压较小的场合。它们之间没有电气隔离。它是为电压的升降而设计的，采用磁感应原理工作。

三相自动变压器的关键特性如下：

• 3 kVA至500 kVA评级
• 50/60 Hz频率
• 三阶段

三相自耦变压器用于连接66Kv至138Kv的输电线路。

一般三相自耦变压器如下图所示:

下面是另一种类型的连接及其矢量图:

下图解释了不同类型的三相自耦变压器连接。

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三相自耦变压器评级

其额定KVA范围为(1kva - 500kva)。其公差范围(±5%)。三相自耦变压器采用的绝缘电阻为2000MΩ。

为了计算三相KVA，我们使用下面的公式

kva =（伏特* amp * 1.73）/ 1000

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感应电动机自耦变压器起动器

自动变压器的原理类似于Star Delta Starter方法。启动电流通过使用3相自动变压器限制。自动变压器可以用星角议员替换，并与其他较贵的初学者替换，操作中的操作更加昂贵。自动变压器适用于STAR和DELTA连接电机，可以通过从自动变压器正式敲击来调节启动电流和扭矩。它为每条线提供最高的电动机扭矩。

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自动变压器的附加信息

自耦变压器的特性

对于高千瓦级的电机，自耦变压器起动器的额定值低于常规的电动机起动器额定值。主要，自耦变压器的尺寸很小，所以有效的材料会降低成本。有效降低材料使铜、铁损耗更少，因此自耦变压器与普通隔离变压器相比，具有较高的效率。

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自动变压器保护

普通变压器差动保护继电器和附件也可用于自耦变压器保护。变压器差动保护包含许多附加功能(与变比和矢量组匹配，对涌流和过励磁的稳定(抑制))，因此在配置和整定值的选择上需要一些基本的考虑。

每个继电器集成的附加功能可用于有利。但是，必须考虑备份保护功能必须以单独的硬件（进一步的继电器）排列，原因是硬件冗余的原因。

这意味着差动保护中的过电流保护只能用作连接电力系统中的外部故障的备份保护。必须将变压器本身的备份保护作为当前继电器的单独提供。Buchholz保护作为快速短路保护。

提出了不同类型的自耦变压器差动保护方案。使用哪种方案主要取决于特定装置中主要ct的可用性。

建议在标准差动保护方案的基础上，采用对常见绕组星点附近故障敏感的附加差动保护方案。另一种可能的解决方案是将两种性质不同的方案结合起来。

由于现代电力系统中自动变压器的尺寸和重要性（例如，主要用作系统内部变压器），通常可以轻松地对保护方案进行全重复。

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自耦变压器第三绕组保护

从差动继电器的角度来看，差分保护方案对于正常隔离变压器和自耦变压器是相同的。唯一的区别是，继电器中的所有三个单独的电流都可以使用。

因此，可以用这种布置装载三级δ绕组。可以容易地计算使用这种差分方案的二手方程和优点，并且可以实现。在自动变压器中，使用三角形绕组。

它用于限制由磁化电流影响低零序阻抗而引起的谐波电压的产生。第三三角形绕组是自耦变压器额定通功率的三分之一。它重新分配从故障中检测到的电流。它还减少了在三相负载中使用的不平衡。

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自耦变压器测试过程

当变压器从工厂接收或从其他地点搬迁时，必须确认每个变压器是干燥的，在运输过程中没有发生损坏，内部连接没有松动，变压器的比、极性和阻抗与其铭牌相符，其主要绝缘结构完好无损，接线绝缘未桥接，变压器已准备好投入使用。

物理尺寸，电压等级和kVA评级是决定将变压器在服务中所需的准备金额的主要因素。尺寸和kVa评级还决定了辅助设备的种类和数量，变压器需要。

所有这些因素都会影响认证变压器准备好并放置在服务中所需的测试量。

在组装阶段，一些测试和程序可能由专家执行。除了列出的测试外，还可能需要特殊的测试。许多项目需要特殊设备和专业知识，而建筑电工没有，也不指望他们提供。

一些测试由装配机组人员执行，而其他测试由制造在变压器上的最终电气测试的人完成。

此外，下面的测试描述提供了一个锚点，在需要时可以从中寻求帮助。讨论或描述了以下项目:

• 铭牌数据
• 功率高阻表
• 辅助组件和电线检查
• 雷电避雷器
• 手高阻表
• 温度的设备
• CT测试
• 绕组温度和热图像
• 衬套功率分解
• 远程温度指示
• 变压器功率保理
• 辅助动力
• 电压比
• 自动切换开关
• 极性
• 冷却系统
• Transformer-Turns比率
• 衬套电位器
• 点击兑换商
• 辅助设备保护和报警
• 短路阻抗
• 整体加载
• 零序
• 旅行支票
• 弯曲抵抗

下面是变压器测试的大致顺序:

1. 检查变压器和零件，用于运输损坏和水分。
2. 检查铭牌和打印是否正确的电压和与线路或母线的外部相连接。
3. 检查所有热仪表和热点加热器、电桥rtd和相关报警接点的校准。联系人设置应类似于以下内容。
   • 一个阶段一直运行(强制冷却)
   • 第二阶段80°C
   • 第3阶段在90°C
   • 热点报警100°C(适用时110°C跳闸)
   • 顶部石油警报80°C，上升55°C和75°C，上升65°C
   • OA =没有风扇或泵
   • FA =粉丝跑步
   • 风扇和水泵运行
4. 检查和大心计数所有接线点到点：风扇，泵，报警，加热器，抽头更换器和变压器上的所有其他设备和互连电缆。
5. 所有大于150 MVA的银行应真空干燥。在真空干燥过程中不要对绕组施加测试电压。在油循环过程中，由于绕组上可能积聚大量静电荷，应确保接线端子短路并接地。
6. 坦克填充油后，确认将油样送到化学实验室，并在银行测试报告中输入其结果。注意填充完成时的油位和温度。
7. 当提供时，功率运行以验证泵和风扇的适当旋转，并正确操作欠载（UL）抽头更换器。此外，检查加热器，警报和所有其他设备，用于适当的操作。
8. 以下是要进行的绕线试验:
   • 阻抗
   • 直流绕组电阻
   • 麦格和功率因数绕组，套管和避雷器。
   • 笔记：加油完成后等待24小时进行功率因数测试。
9. 负载CT电路整体和闪光极性。
10. 上电前，跳闸检查银行保护方案，确保集气继电器无气。
11. 当激活组或拾取负载时，监测组电流和电压，包括UL分接开关的操作。
12. 在取负载前，检查银行对系统的相位和电压是否正确。在可能的情况下，大型变压器(> 1mva)在负载前应保持通电8小时。
13. 对仪表和继电器进行运行检查。
14. 向TNE Office释放到操作并报告通电信息。
15. 转到修订后的打印和测试报告，应包括以下内容：
    • 所有测试数据
    • 湿度和油量数据
    • 发生问题
    • 在服务中
    • 时间充电并释放到操作

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自耦变压器的优点

• 给定KVA容量时，损耗降低。
• 节省尺寸和重量。
• 尺寸非常小。
• 电压调节要好得多。
• 成本很低。
• 励磁电流要求低。
• 在设计自耦变压器时，对铜的要求较低。
• 在常规变压器中，升压和降压电压是固定的，而在自耦变压器中，输出电压可根据要求变化

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Autotransformer的缺点

• 由于自耦变压器短路电流大，串联阻抗低，对设备和人员都有较高的保护水平，对设备和人员都有很大的威胁。
• 如果自动变压器的任何绕组短路，则输出电压会比导致非常巨大损坏的工作电压摆动到更高的电压。
• 它由围绕铁芯绕组组成，该铁芯产生从一端到另一端的电压变化。在输入或变压器的输出端，没有低压和高电压的隔离。因此，在一侧有关的任何噪声或电压都将反映在另一侧。因此，无需在电子电路中使用自动变压器的滤波电路。

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自动转发器应用程序

• 它用于同步和感应电机作为启动目的的一部分。
• 它用于电气设备测试实验室
• 它被用作交流馈线的升压器，以提高所需的电压水平。
• 用于启动鼠笼电机和滑环感应电动机。
• 对于以阈值电压运行的互连系统。
• 作为助推器升起进入的电压

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自耦变压器的局限性

• 由于输入和输出连接设备，因此无法用于隔离可操作系统，因为输入和输出连接的设备很常见。
• 安全问题严格待采取，因为共同的地面现象可能会产生人类威胁。
• 自耦变压器绕组绝缘的失效将导致全输入电压加到输出上。

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总结

• 自耦变压器是一种初级绕组和次级绕组磁电耦合的变压器。
• 这导致了更低的成本，更小的尺寸和重量。

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